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資料下載力士樂4EE節(jié)能控制系統(tǒng)
最近更新時間：2014-4-18
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縱觀世界各地，無論是政府、企業(yè)還是消費者，都已認(rèn)識到必須比以前更地利用能源。關(guān)于氣候變化和溫室氣體排放的辯論，幾乎已經(jīng)讓所有的工業(yè)化國家都制定了一些法令性規(guī)范。隨著能源價格的不斷攀升，能源效率也已成為行業(yè)的一項關(guān)鍵性競爭要素，因為它對機(jī)器或系統(tǒng)的總體擁有成本起著決定性的影響。用戶希望在達(dá)到高產(chǎn)能的同時，設(shè)備的能耗也能得到進(jìn)一步降低。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，博世力士樂開發(fā)了一種融合各項技術(shù)的方法。
蘊含的節(jié)能潛力是巨大的：根據(jù)歐委會“世界能源、技術(shù)和氣候政策展望”報告的統(tǒng)計，工業(yè)生產(chǎn)的能耗占全部的 35%，僅次于交通運輸。因此，生產(chǎn)環(huán)節(jié)提高能源效率，其影響無疑是巨大的。然而，設(shè)備和系統(tǒng)的節(jié)能需要采用一種系統(tǒng)化的整體解決方案，才能充分挖掘各種潛力，在不影響產(chǎn)能的前提下提高能效。
作為傳動與控制領(lǐng)域的專家，博世力士樂在產(chǎn)品和系統(tǒng)開發(fā)的過程中時刻銘記提高能源效率這一關(guān)鍵要素。即便對于某一條技術(shù)途徑（比如電氣驅(qū)動器、液壓和氣動技術(shù)的協(xié)調(diào)整合、直線運動和裝配技術(shù)），也清晰地指明了節(jié)能進(jìn)程中的一些重要切入點。力士樂不僅為工業(yè)生產(chǎn)和裝配提供解決方案，而且其本身也是風(fēng)能發(fā)電、潮汐發(fā)電和太陽能發(fā)電系統(tǒng)的供應(yīng)商，并為極大降低行走機(jī)械的燃油消耗提供系統(tǒng)解決方案。
由于各種形式的能量都能被轉(zhuǎn)化為動能，因此生產(chǎn)設(shè)備蘊含著巨大的節(jié)能潛力。迄今為止，產(chǎn)能仍是企業(yè)的重中之重，而設(shè)備的能耗只占總體擁有成本的很小一部分；換言之，能源效率通常不是首要的問題。日漸攀升的能源價格和不斷增多的企業(yè)責(zé)任，意味著任何企業(yè)都必須持續(xù)努力，綜合實現(xiàn)產(chǎn)能與能效雙高的目標(biāo)。
力士樂以多技術(shù)融合的解決方案積極響應(yīng)這一挑戰(zhàn)。如今，力士樂4EE高能效理念，就是適用于設(shè)備的整個生命周期、具有更高能源效率的方法：
——的元件 — 產(chǎn)品和系統(tǒng)具有*的效率
——能量再利用— 恢復(fù)并儲存過剩的能量
——按需使用能源— 根據(jù)需要使用能量，待機(jī)模式
——能源系統(tǒng)的設(shè)計 — 系統(tǒng)化的總體視角、*的項目規(guī)劃、仿真和技術(shù)咨詢
的元件構(gòu)成了這種方法的物質(zhì)基礎(chǔ)。工業(yè)用途的永磁同步電機(jī)，早已達(dá)到了97% 以上的驚人效率；而一代的柱塞泵，也達(dá)到了93% 以上的效率水平。
能量再利用原理提供新的節(jié)能潛力：軸的每一次加速，在下一個時間點都需要相應(yīng)的制動作用。只需將電機(jī)切換成發(fā)電機(jī)模式，就可以把原先未加以利用的制動能轉(zhuǎn)變成電能。根據(jù)適用性，既可以通過相連的某一中間電路讓這部分再生的能量為其它驅(qū)動器供電，也可以加以蓄能暫存，或者送回電網(wǎng)。具體到液壓驅(qū)動器環(huán)節(jié)，就是用液壓蓄能器對這部分能量加以收集和重新分配。
適用于各種傳動技術(shù)的智能解決方案
即便在能源變換階段也能調(diào)節(jié)驅(qū)動器的能源需求，因而實現(xiàn)了原本難以達(dá)到的節(jié)能目標(biāo)；比如，通過電氣驅(qū)動式液壓泵產(chǎn)生壓力和流量。力士樂開發(fā)的變轉(zhuǎn)速液壓泵驅(qū)動器，利用智能電子控制器實現(xiàn)了目標(biāo)流量控制的方法，從而代替了原先的節(jié)流閥環(huán)節(jié)。根據(jù)周期曲線，這種解決方案的效率比非調(diào)速設(shè)備高 40% 至 70%。
氣動系統(tǒng)中，也包含著不少節(jié)能技術(shù)的有效切入點。集成式氣缸/氣動閥單元，有助于預(yù)防產(chǎn)生閉鎖體積和壓力損失（這種壓力損失是在排氣和抽氣過程中，由于管線較長而產(chǎn)生的）。采用電氣-啟動壓力控制閥，就能將動作周期分隔成不同壓力水平的幾個階段：工作模式下采用高壓，縮回時采用較低壓力。一旦與其它節(jié)能措施組合使用，這些解決方案就能為氣動設(shè)備降低55%的總能耗作出重要貢獻(xiàn)。
系統(tǒng)化的總體視角，源自于設(shè)計各種元件以滿足特定要求的種種努力；具體采用的方式，則是利用“按需調(diào)節(jié)”和“能量再利用”的概念。這種系統(tǒng)化的總體視角，對于設(shè)計階段的影響尤其強(qiáng)烈。此外，在設(shè)備運行期間，用戶還能以符合能效目標(biāo)的方式提高產(chǎn)能：力士樂的IndraMotion MTX CNC 控制器已集成了軟件工具，可以分析運行周期和能耗。對于機(jī)床而言，這套程序能讓用戶訪問各個子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并持續(xù)檢測這些系統(tǒng)的狀態(tài)；這就意味著能以目標(biāo)導(dǎo)向的方式，實現(xiàn)各個分制程優(yōu)化和同步的目標(biāo)。能耗分析能記錄各個元件的耗能數(shù)據(jù)，并分析這些元件的調(diào)節(jié)方法。采用圖形監(jiān)測功能，則有助于*地實現(xiàn)能源需求和生產(chǎn)績效這二者之間的平衡。
顯著降低運營成本
只要持續(xù)推行 4 EE 的理念，就能在實際應(yīng)用中顯著降低能耗，提高能源效率。經(jīng)過與機(jī)器制造商和運營商之間多年的緊密合作，力士樂得到的初步結(jié)論是：能效的顯著提高是有可能的，主要取決于機(jī)器的類型和初始設(shè)計。如果需要對原本年功耗112,000 kWh 的車身成形機(jī)進(jìn)行改造，就可以更換一直沿用至今的液壓設(shè)備，代之以變速泵驅(qū)動器，并采用能量再生式伺服電機(jī)。這些措施綜合作用的結(jié)果，每年就能節(jié)省功耗87,000 kWh；這就意味著取得了 78% 的節(jié)能效益。
力士樂包裝分選系統(tǒng)實現(xiàn)每年降低能耗42,000 kWh 的方法是：采用分散式驅(qū)動技術(shù)，將變頻器與電機(jī)集成在一起，實現(xiàn)能量再生，并通過一套中間回路引入能源交換環(huán)節(jié)。這套解決方案甚至摒棄了控制柜所需要的冷卻環(huán)節(jié)和很大一部分的布線。這樣在系統(tǒng)的整個生命周期中，就通過持續(xù)降低運營成本而縮減附加的資金投入。
這些例子證明：工廠自動化環(huán)節(jié)蘊藏著提高能效的巨大潛力。無論是各種技術(shù)措施和途徑，還是力士樂4EE高能效理念所采用的系統(tǒng)化方法，都能讓機(jī)器制造商和用戶獲得各種支持。通過各種節(jié)能措施的合理組合，就能在不影響產(chǎn)能的前提下充分利用可再生能源。